一个简单的植物-菌根真菌资源交易协同进化模型通过适应度反馈解释了互惠共生的稳定性、灭绝和短暂寄生。

IF 8.1 1区生物学 Q1 PLANT SCIENCES

New Phytologist Pub Date : 2025-09-12 DOI:10.1111/nph.70540

Sally V. Grasso, Megan H. Ryan, Felipe E. Albornoz, Michael Renton

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摘要

菌根真菌和植物之间的共生关系已经持续了超过4亿年，尽管共生悖论预测，由于欺骗的适应性优势，共生关系应该在进化上不稳定。人们普遍认为，互利本身并不足以实现稳定的互惠关系，因此，寻找额外的稳定机制一直是过去研究的重点。在这项工作中，我们测试了一个假设，即欺骗是对互惠主义的普遍威胁；因此，需要额外的稳定性机制。我们开发了一种新的基于个体的植物和菌根真菌模型，其中通常被认为是互惠稳定所必需的机制，例如伴侣选择，是缺失的。生物以不同的吸收效率吸收碳和磷，交换资源，并根据其有限资源在10个时间步骤中生长。我们在231种养分吸收效率组合下模拟了2000代资源交易策略的共同进化。66%的营养吸收效率组合进化出了稳定的共生关系。寄生和达尔文灭绝也发生了。我们的研究结果表明，不同的养分吸收效率、Leibig最小定律和一对一的资源交易足以通过适应性反馈解释稳定的共生、寄生和达尔文灭绝，而不需要额外的机制。

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A simple plant–mycorrhizal fungal resource trade co-evolution model explains mutualism stability, extinction and transitory parasitism via fitness feedback

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期刊介绍： New Phytologist is an international electronic journal published 24 times a year. It is owned by the New Phytologist Foundation, a non-profit-making charitable organization dedicated to promoting plant science. The journal publishes excellent, novel, rigorous, and timely research and scholarship in plant science and its applications. The articles cover topics in five sections: Physiology & Development, Environment, Interaction, Evolution, and Transformative Plant Biotechnology. These sections encompass intracellular processes, global environmental change, and encourage cross-disciplinary approaches. The journal recognizes the use of techniques from molecular and cell biology, functional genomics, modeling, and system-based approaches in plant science. Abstracting and Indexing Information for New Phytologist includes Academic Search, AgBiotech News & Information, Agroforestry Abstracts, Biochemistry & Biophysics Citation Index, Botanical Pesticides, CAB Abstracts®, Environment Index, Global Health, and Plant Breeding Abstracts, and others.